Elke legering bevat specifieke percentages legeringselementen die het basisaluminium bepaalde gunstige eigenschappen geven. In de aluminiumlegering van 2024 zijn deze elementpercentages nominaal 4,4% koper, 1,5% magnesium en 0,6% mangaan. Deze uitsplitsing verklaart waarom aluminium in 2024 bekend staat om zijn hoge sterkte, aangezien koper, magnesium en mangaan de sterkte van aluminiumlegeringen aanzienlijk vergroten. Deze kracht heeft echter een keerzijde. Het hoge aandeel koper in aluminium in 2024 vermindert de corrosieweerstand aanzienlijk. Er zijn meestal sporen van onzuiverheidselementen (silicium , ijzer, zink, titanium, enz.), maar deze worden alleen doelbewust gegeven op verzoek van de koper. De dichtheid is 2,77 g/cm3 (0,100 lb/in3), iets hoger dan zuiver aluminium (2,7 g/cm3, /in3).2024 aluminium is zeer gemakkelijk te bewerken en heeft een goede bewerkbaarheid, waardoor het indien nodig kan worden gesneden en geëxtrudeerd.
Zoals vermeld, corroderen kale aluminiumlegeringen uit 2024 gemakkelijker dan de meeste andere aluminiumlegeringen. Fabrikanten omzeilen dit door deze gevoelige legeringen te coaten met een laag corrosiebestendig metaal ('verzinken' of 'cladding' genoemd). zuiver aluminium of zelfs een andere legering, en is het populairst in beklede metaalplaten, waar de nieuwe legering tussen de bekledingslagen kan worden ingeklemd. Bekleed aluminium is zo populair dat een reeks AlClad-producten is ontwikkeld en op grote schaal wordt gebruikt om het beste van beide werelden voor zwak corrosieve legeringen zoals 2024. Deze ontwikkeling maakt aluminium uit 2024 bijzonder nuttig omdat de sterkte kan worden bereikt waar kale legeringen normaal gesproken zouden worden afgebroken.
Sommige aluminiumlegeringen, zoals de 2xxx-, 6xxx- en 7xxx-serie, kunnen worden versterkt met behulp van een proces dat warmtebehandeling wordt genoemd. Het proces omvat het verhitten van de legering tot een specifieke temperatuur om de legeringselementen in het basismetaal te mengen of te "homogeniseren". blussen in oplossing om de elementen op hun plaats te vergrendelen. Deze stap wordt "oplossingswarmtebehandeling" genoemd. Deze elementen zijn onstabiel en wanneer het werkstuk afkoelt, precipiteren ze uit de aluminium "oplossing" als verbindingen (koperatomen zullen bijvoorbeeld neerslaan uit als Al2Cu). Deze verbindingen verhogen de algehele sterkte van de legering door interactie met de aluminium microstructuur, een proces dat bekend staat als "veroudering". zoals 2024-T4, 2024-T59, 2024-T6, enz., afhankelijk van hoe deze stappen worden uitgevoerd.
De beste sterkte-eigenschappen van type 2024 aluminium komen niet alleen van de samenstelling, maar ook van het warmtebehandelingsproces. Er zijn veel verschillende procedures of "temperen" van aluminium (gezien de aanduiding -Tx, waarbij x een getal van 1 tot 5 cijfers is ), en hoewel ze van dezelfde legering zijn, hebben ze allemaal hun eigen unieke eigenschappen. Het eerste cijfer na de "T" geeft de basiswarmtebehandelingsmethode aan en het optionele tweede tot vijfde cijfer geven de specifieke productiekwaliteit aan. Bijvoorbeeld in een 2024-T42-tempering, een "4" geeft aan dat de legering een oplossingswarmtebehandeling heeft ondergaan en van nature is verouderd, maar een "2" geeft aan dat het metaal door de koper een warmtebehandeling moet ondergaan. Het systeem kan verwarrend zijn, dus in dit artikel zullen we toont alleen sterktewaarden voor een meer basaal gehard 2024-T4 aluminium.
Er zijn bepaalde mechanische eigenschappen die kunnen worden gebruikt om aluminiumlegeringen te specificeren. Voor legeringen zoals 2024 aluminium zijn enkele belangrijke metingen ultieme sterkte, vloeigrens, afschuifsterkte, vermoeiingssterkte en elasticiteits- en afschuifmoduli. Deze waarden geven een idee over de bewerkbaarheid, sterkte en mogelijke toepassingen van het materiaal en zijn samengevat in tabel 1 hieronder.
Vloeigrens en ultieme sterkte zijn de maximale spanningen die respectievelijk niet-permanente en permanente vervorming van legeringsspecimens veroorzaken. Bezoek voor een meer diepgaande bespreking van deze waarden ons artikel over 7075 aluminiumlegering. Ze zijn belangrijk wanneer legeringen worden gebruikt in statische toepassingen waar permanente vervorming niet mag optreden, zoals in gebouwen of veiligheidsapparatuur. 2024 aluminium heeft indrukwekkende eind- en rekgrenswaarden van 469 MPa (68.000 psi) en 324 MPa (47.000 psi), waardoor het aantrekkelijk is voor structurele materialen zoals aluminium buizen.
Ten slotte zijn elasticiteitsmodulus en afschuifmodulus parameters die aangeven hoe "elastisch" een bepaald materiaal moet vervormen. Ze geven een goed beeld van de weerstand van het materiaal tegen permanente vervorming. De 2024 aluminiumlegering heeft een elasticiteitsmodulus van 73,1 GPa (10.600 ksi) en een afschuifmodulus van 28 GPa (4.060 ksi), wat zelfs hoger is dan andere zeer sterke vliegtuiglegeringen zoals 7075 aluminium.
Type 2024 aluminium heeft een uitstekende bewerkbaarheid, goede verwerkbaarheid, hoge sterkte en kan worden bekleed om corrosie te weerstaan, waardoor het een uitstekende keuze is voor toepassingen in vliegtuigen en voertuigen.
Posttijd: 30 juni 2022